春秋兩季馬鈴薯化肥減量增效技術試驗

葛超楠，劉榮杰*，秦方錦，岑湯校，王 飛

（1.寧?？h農業(yè)技術推廣站，浙江 寧海 315600；2.寧波市農業(yè)技術推廣總站，浙江 寧波 315012）

馬鈴薯別名土豆、洋芋等，是茄科茄屬一年生草本植物，其塊莖既可作為糧食又可作為蔬菜食用，是僅次于水稻、小麥、玉米的世界第四大糧食作物[1,2]。由于馬鈴薯營養(yǎng)價值高，兼具耐寒、耐旱、耐貧瘠的特點，因此馬鈴薯作為糧食作物在全國范圍內廣泛種植[3]。浙江省寧?？h地處浙東沿海，屬于馬鈴薯中原二作區(qū)[3,4]，實行春秋兩季栽培，目前全縣馬鈴薯播種面積約2 400 hm2，但以農戶零散種植為主，對其施肥模式與技術研究較少，普遍存在化肥過量使用和肥料偏施等不合理施肥現(xiàn)象，導致馬鈴薯生產成本增加、塊莖品質下降、肥料利用率降低以及土壤板結、肥力下降、氮磷盈余風險等一系列問題[5-7]。

采用合理的氮、磷、鉀施肥配方對于如何科學施肥，降低生產成本，提高馬鈴薯產量和品質有十分重要的意義[8]。馬雙蘭[9]研究發(fā)現(xiàn)合理控制基肥用量比例是提高馬鈴薯產量的重要技術手段，氮磷鉀對馬鈴薯的增產效果依次為N＞P2O5＞K2O。王素華等[10]通過“3414”肥效試驗得出在土壤鉀含量較高的情況下，氮肥對馬鈴薯生長起決定作用，氮磷鉀最佳施肥配比為1∶0.37∶0.73。李夢露等[11]通過正交試驗發(fā)現(xiàn)N對馬鈴薯產量有極顯著影響，N、P、K、B最佳肥料施用量分別為375，225，60 和0.90 kg/hm2。馮瑞琴和田豐[12]研究發(fā)現(xiàn)施用450 kg/hm2純氮、225 kg/hm2純鉀馬鈴薯的增產效果最佳，在較高氮肥水平下，增施鉀肥可增加馬鈴薯產量。

有機肥料和化肥配施是一項重要的農藝措施，既滿足了作物當季生長需求，又提高了土壤養(yǎng)分的有效性從而提高作物產量[13]。梁玲玲等[2]研究表明施用專用肥可以提高馬鈴薯產量和肥料利用率，專用肥配施新型肥料可在減肥基礎上進一步增產，其中配施生物有機肥效果最優(yōu)。徐玉坤和薛龍飛[5]研究表明有機替代施肥模式能夠增加馬鈴薯葉片葉綠素含量（SPAD）和凈光合速率（Net photosynthetic rate，Pn），促進馬鈴薯提質增產。王永朝等[6]研究發(fā)現(xiàn)有機無機配施處理的產量均高于單施有機肥處理，600 kg/hm2有機肥+ 300 kg/hm2N + 300 kg/hm2P2O5+450 kg/hm2K2O的施肥配比比較理想。長效肥料，是指溶解度低或養(yǎng)分釋放緩慢、肥效持久的一類化學肥料，包括各類緩控釋肥料，因其省工、養(yǎng)分供應期長的特點被逐漸應用于馬鈴薯種植。羅其峰等[14]試驗結果表明適宜廣東省冬種馬鈴薯的最佳施肥方案為配施釋放期60～90 d的緩控釋復合肥，且總氮磷鉀含量應達到N 240 kg/hm2、P2O5120 kg/hm2、K2O 480 kg/hm2；岳超等[15]研究發(fā)現(xiàn)施用生物有機肥對馬鈴薯的增產增收效果要優(yōu)于施用緩控釋肥和常規(guī)肥料。

本試驗研究了配方施肥、有機替代和緩控釋肥等不同減肥技術對寧?？h春秋兩季馬鈴薯產量及效益的影響，同時探索在人工成本高居不下的當前一次性施肥的可行性，以期為寧?？h馬鈴薯的科學施肥提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗于浙江省寧波市寧?？h胡陳鄉(xiāng)開展，其中2020 年秋季馬鈴薯試驗設在車家村（E 121.676229°，N 29.312952°），2021年春季馬鈴薯試驗設在王下土村（E 121.668804°，N 29.345213°），土壤類型均為黃泥砂田，肥力狀況如表1所示。

表1 胡陳鄉(xiāng)試驗地塊土壤養(yǎng)分含量（0～20 cm）Table 1 Basic properties of soil in experimental field of Huchen Town(0-20 cm)

1.2 試驗材料

馬鈴薯試驗品種為德國‘米拉’（‘Mira’），寧海又叫‘東倉種’或‘本地小黃皮’，屬中熟品種，抗晚疫病，為當?shù)刂髟云贩N。

供試肥料有復合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15），緩釋肥（N∶P2O5∶K2O= 13∶6∶8 釋放期為 60 d、N∶P2O5∶K2O = 18∶12∶18 釋放期為90 d），配方肥（N∶P2O5∶K2O= 20∶15∶10、20∶10∶10、15∶10∶15、12∶8∶25、15∶5∶25），商品有機肥（總養(yǎng)分≥6%，有機質≥45%），有機無機復混肥（N∶P2O5∶K2O=5∶5∶5，有機質≥20%），生物有機肥（總養(yǎng)分≥5%，有機質含量≥40%，有效活菌數(shù)≥0.2億/g），生物菌肥（總養(yǎng)分≥5%，有機質含量≥40%，有效活菌數(shù)≥0.5 億/g），硫酸鉀（K2O 50%），尿素（N 46%），牛糞等。

1.3 試驗設計

試驗于2020～2021 年進行。秋季試驗2020 年9月4日播種，11月5日收獲；春季試驗2021年2月18 日播種，5 月7 日收獲。試驗采取隨機區(qū)組設計，3次重復，小區(qū)長5 m，寬4 m，面積20 m2，株距33 cm，行距50 cm，種植密度為4 000株/667m2。

秋季試驗設10 個處理，參考當?shù)剞r戶施肥習慣以N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15 作為對照（CK），肥料用量以CK氮素為標準，有機替代處理氮素減量約20%，在化肥總養(yǎng)分減少11.8%～31.1%的條件下，比較不同配方肥、有機肥和緩釋肥對秋季馬鈴薯產量、商品薯率及效益的影響。春季試驗在秋季試驗的基礎上進行優(yōu)化設置，共安排11 個處理，具體處理見表2。

表2 馬鈴薯施肥方案Table 2 Fertilization scheme for potato

續(xù)表2

1.4 指標測定

收獲時測定各小區(qū)馬鈴薯產量，每個小區(qū)隨機選取10 株調查商品薯率，單薯質量50 g（含）以上為商品薯，并計算商品薯率（%）。

經濟效益（元/667m2）=產量（kg/667m2）×平均商品薯率×商品薯價格（元/kg）+產量（kg/667m2）×（1-平均商品薯率）× 次品薯價格（元/kg）- 成本（元/667m2），春季馬鈴薯商品薯價格4元/kg，次品薯價格1元/kg，秋季馬鈴薯商品薯價格8元/kg，次品薯價格2元/kg。

1.5 數(shù)據分析

采用Excel 2007和SPSS Statistics 17.0進行數(shù)據整理及處理間差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對馬鈴薯產量和商品薯率的影響

2020 年秋季試驗中，有機替代處理產量整體高于其他處理，其中T6產量最高，較CK 提高21.76%。一次性施肥處理中T1產量最高，T3次之，T2最低，說明60 d釋放期的緩釋肥更符合秋季馬鈴薯的生長，但單純在基肥中增加無機鉀并不能增產，反而可能會導致肥料的流失。配方肥處理T5產量高于T4。但是，經方差分析，2020 年秋季試驗處理間產量差異并不顯著，說明減少化肥投入并未對馬鈴薯產量造成顯著影響。T9商品薯率顯著高于T3、T4，其他處理間商品薯率差異不顯著，有機替代處理的商品薯率整體高于其他處理?？傮w看，在化肥總養(yǎng)分減量11.8%～31.1%的情況下，不同減肥措施對秋季馬鈴薯產量影響不顯著，一次性施肥處理、配方肥處理和有機替代處理中表現(xiàn)最佳的分別是T1、T5和T（6表3）。

2021 年春季試驗有機替代處理產量顯著高于CK，T7'產量最高，較CK 增長13.17%，說明春季施用有機肥可以顯著提高馬鈴薯產量。配方肥處理中T4'、T5'產量顯著高于CK，產量分別較CK 高9.08%和9.71%，T6'與CK無顯著差異。春季一次性施肥中T1'產量與CK 差異顯著，較CK 降低8.88%，T2'、T3'與CK 差異不顯著。由于試驗地塊土壤有效磷含量較高，春季配方施肥處理和有機替代處理采用了磷含量不同的配方肥，結合秋季試驗結果可以看出在土壤有效磷含量較高的情況下，可能仍需補充一定的外源性磷肥。T1'、T2'、T6'商品薯率與CK有顯著差異，其余處理差異不顯著，其中T1'商品薯率提高幅度最大。春季試驗中增加了農戶有機施肥處理（T0），與CK 相比產量顯著差異，較CK增長了12.14%，但商品薯率較低，說明施用農家肥可以提高馬鈴薯產量，但生長后期只施用氮肥會影響塊莖生長。春季試驗除一次性施肥處理和T6'外，其余處理在化肥總養(yǎng)分減量的情況下產量均有顯著提高，配方肥處理和有機替代處理中表現(xiàn)最佳的分別是T5'和T7'（表3）。

表3 不同施肥處理對馬鈴薯產量和商品薯率的影響Table 3 Effects of different fertilization treatments on potato yield and marketable tuber percentage

2.2 不同施肥處理馬鈴薯的經濟效益

秋季馬鈴薯試驗各處理的產值在5 167～6 369元/667m2，但處理間產值差異并不顯著。各處理的收益在 4 397～5 901 元/667m2，從高到低依次為 T6＞T1＞T5＞T8＞T7＞T3＞T4＞CK＞T2＞T9， T6效 益 最高，增效19.07%，T1次之，T1和T6顯著高于T9，與其他處理間差異不顯著。T4產量略低于CK，但效益卻高于CK，而T9產量高于CK，效益卻低于CK，主要原因是T4肥料成本低于CK，T9遠高于CK。因此，在生產過程中不應盲目追求高產而過度增加肥料成本，否則會出現(xiàn)增產不增收的現(xiàn)象。秋季試驗除了T2、T9，其余處理均實現(xiàn)減肥增效，一次性施肥處理中T1表現(xiàn)最好，在減肥比例最高的條件下增效16.18%，配方肥處理T5較好，在減肥13.0%的情況下增效12.16%，有機替代處理中T6最優(yōu)，減肥比例相等的情況下增效最多（表4）。

春季馬鈴薯雖然產量高于秋季，但由于市場均價遠低于秋季，所以春季實際產值和收益都不如秋季高，各處理的產值在4 270～5 304元/667m2，農戶有機處理（T0）、配方肥處理（T4'、T5'）和有機替代處理（T7'、T8'、T9'）產值均顯著高于 CK，T1'顯著低于CK，其他處理與CK差異不顯著。各處理的收益在3 712～4 961 元/667m2，從高到低依次為 T5'＞T4'＞T7'＞T0＞T6'＞T9'＞T8'＞CK＞T3'＞T1'＞T2'。農戶有機處理、配方肥處理和有機替代處理較CK增效，其中T0、T4'、T5'、T7'收益與 CK 差異顯著，T5'收益最高，較CK 高12.45%。一次性施肥處理由于產量低于CK，效益也均低于CK，說明控制肥料等投入成本，增產即可增效。綜合看，春季試驗除了一次性施肥處理表現(xiàn)不佳，其余處理均實現(xiàn)減肥增效（表4）。

表4 不同施肥處理馬鈴薯的經濟效益Table 4 Economic benefit of potato under different fertilization treatments

3 討 論

科學合理的施肥既可以滿足作物的生長需求，提質增產，又可以減少肥料損失，提高肥料利用率，從而達到節(jié)本增效的目的。本研究對春秋兩季馬鈴薯的化肥減量增效技術進行了探究，結果表明，在氮素減量20%，化肥總養(yǎng)分減少7.6%～34.8%的情況下，有機替代處理產量整體高于其他處理，其中與常規(guī)施肥相比，春季與秋季試驗最大增幅分別為13.17%和21.76%，這與前人[2,6,15]的研究結果相近。說明有機肥和無機肥配合施用能增加馬鈴薯產量，提高商品薯率，從而實現(xiàn)化肥減量增效，但有機肥的施用不是越多越好，成本的增加會抵消增產帶來的效益，基肥中配施300 kg/667m2商品有機肥效果最佳。馬鈴薯不同生長發(fā)育期所需肥料不同，前期應盡可能早生根多長葉，施肥以氮磷肥為主，后期在保持葉片光合作用效率的基礎上促進塊莖膨大[8]。試驗結果與上述結論一致，基肥采用高氮高磷配方、追肥采用中氮高鉀配方的配方施肥處理在化肥總養(yǎng)分減少13.0%～18.8%的條件下實現(xiàn)了增產增效，其中基肥施用配方肥（N∶P2O∶5K2O=20∶15∶10）30 kg/667m2，追肥施用配方肥（N∶P2O∶5K2O=12∶8∶25）20 kg/667m2表現(xiàn)理想，在有機替代處理中也得到了印證，T7'不管是產量還是效益表現(xiàn)最優(yōu)。羅其峰等[14]研究發(fā)現(xiàn)在高鉀條件下，廣東省冬種馬鈴薯更適宜用釋放期為60～90 d的緩控釋肥。秋季馬鈴薯與冬種馬鈴薯生長周期接近，施用釋放期60d的緩釋肥處理其產量與CK差異不顯著，在減肥基礎上仍可增加農戶收益；春季馬鈴薯由于生育期長，產量遠高于秋季，釋放期60 d 的緩釋肥無法滿足后期作物對養(yǎng)分的需求導致減產。有機肥養(yǎng)分釋放速率慢，也是一種緩釋肥料[15]，T2'采用有機替代和非長效肥一次性施入相結合的施肥方式，肥料成本過高，養(yǎng)分無法長效兼顧，后期可以對有機替代+緩控釋肥一次性施肥模式做進一步研究。

綜上，相比習慣施肥養(yǎng)分配比合理的配方肥施肥和有機替代施肥均可實現(xiàn)化肥減量和增產增收，一次性施肥雖可以節(jié)約人工成本，減少肥料損失，但表現(xiàn)不穩(wěn)定，緩控釋肥在馬鈴薯栽培上的釋放模式有待進一步研究和優(yōu)化。